由于可再生能源的波动性和间歇性,全球市场对电池储能设施的需求日益增加。BloombergNEF 预测,未来几十年全球储能市场将迎来激增,到 2030 年装机容量将增长 2000%。
在众多储能系统(ESS)解决方案中,液冷储能系统因先进的热管理技术以及占地面积小、智能运维(O&M)等特点而备受关注。
尽管来自不同行业的公司都在努力推出液冷储能系统,但在没有专业指导的情况下,很难找到理想的液冷储能系统。以下内容将为项目相关方和决策者提供一些可能带来启发的见解。
电池:生来就具有不一致性和“桶效应”
锂离子电池是储能系统的重要组成部分;然而,由于电化学稳定性不足,电池的一致性是相对的,而不一致性是绝对的。电池不一致性具有内在属性,当多节电池并联运行且电池温差增大时,这种不一致性会持续扩大。因此,当不同初始容量的电芯一起使用时,会出现电池容量不一致的问题,从而降低整个电池储能系统的充放电效率。新型液冷储能系统借助先进的冷却技术缓解了电池不一致性,但无法将其完全消除。
因此,该储能系统配备了包括电池管理系统(BMS)和电力转换系统(PCS)在内的一些控制系统,以确保电池均衡。BMS可以监测并计算电池数据,并将数据传输给PCS。作为储能系统的另一个“脑”,PCS控制充放电能力并确保最高效率。
“桶效应”是指,如果桶中的一块木板损坏,决定桶能装多少水的不是最长的木板,而是最短的那块。
这一理论适用于传统储能系统,即由一台 PCS 控制数千块电池的场景。锂离子电池包可类比为装水的桶,构成电池包的锂离子电芯则相当于桶板,而性能最差的电芯决定了整个电池包的整体性能。电池中的“木桶效应”会随着时间推移而加剧,最终会影响电池系统效率,并降低项目的投资回报。
破解“水桶效应”,确保更高效率
阳光电源液冷储能系统的新型簇控器很好地解决了“木桶效应”。该簇控器可对电池簇进行单独充放电,能够在毫秒级识别电池状态,并根据每个电池簇的状态动态控制其充放电功率,确保系统中不同容量的电池都能充分充放电,使系统放电容量显著提升7%。
除了消除“桶效应”之外,这款新集群控制器还旨在实现正向链式效应。
电池储能的荷电状态(SOC)是反映锂电池剩余容量大小最重要的输入参数。SOC 校准可使交流发电机对锂离子电池进行充电,直到满足充电结束条件。与传统的人工校准电池 SOC 相比,集群控制器无需停机和人工校准即可实现自动 SOC 校准。
此外,借助簇控制器,阳光电源的液冷储能系统支持新旧电池混用,电池簇更换后即可运行。如果储能需求增加,系统扩容将会频繁发生;若扩容后的容量在现有PCS的功率范围内,则无需新增PCS。此外,新旧电池系统可连接至同一PCS,从而降低设备成本。
此外,簇控制器有助于提升系统安全性。当直流母线发生短路时,储能系统中各电池簇的短路电流会汇聚到短路节点,瞬时短路电流将远高于额定电流,带来安全风险。阳光电源配备簇控制器的液冷储能系统可以断开电池簇与直流母线之间的电路,将短路电流降低75%,并消除因短路造成的设备损坏风险。
合规是第一步,也是最重要的一步
全球合规性是对系统具备高质量、安全性和可靠性能的公认且权威的证明。PowerTitan 是阳光电源的液冷储能系统,专注于公用事业级储能市场。
通过先进的电芯安全、电气安全和消防安全设计,PowerTitan完全符合国际标准IEC 63056、IEC 62619,以及北美标准UL 9540和UL 9540A。此外,与电池系统配套的是一体化电站,集成了PCS和中压站。鉴于其一体化设计和严格的器件选型,该一体化电站完全符合IEC 62271-202,以确保人身安全。
储能系统很复杂,因为需要跨越多个学科的知识,尤其是电力电子、电化学和构网技术。阳光电源是少数在这三个领域都具备专业能力和实践经验的公司之一。作为较早进入储能领域的企业,阳光电源在2021年实现了3 GWh的储能系统出货量。公司的液冷储能系统解决方案已供应至多个标杆项目,包括得克萨斯州390MWh项目、以色列750MWh项目,以及东南亚最大的光储项目。
随着液冷储能系统在2022年及以后开始占据市场主导地位,上述技术创新有助于相关方实现长期盈利,并确保其在市场中的竞争力。




